Z12075302硫镧掺杂纳米二氧化钛抗菌性研究白宛茹概论

硫镧掺杂纳米二氧化钛的抗菌性能研究

摘要

纳米TiO2作为一种新型的无机材料，具有很强的光催化活性，因此有很好的抗菌能力，能将大部分有机污染物和细菌、霉菌分解为CO2和H2O 等无害物质。由于TiO2材料存在较大的禁带宽的特性，许多工作主要着重于降低激发边缘值能量值，以利于在光化学能量的转化过程中利用可见光的部分。TiO2的禁带宽接近3.1eV，未掺杂的材料其吸收光谱从紫外区到太阳光谱的400nm，这种活性区域只占太阳光总能量的10%。通过杂质掺杂，可以降低光活的边缘能量，提高太阳光的活性效率。

本文通过溶胶凝胶法制取硫镧共掺纳米TiO2，并通过平板菌落计数法，研究了硫镧掺杂纳米TiO2对金黄色葡萄球菌的抑菌性能，并确定了其最低的抑菌浓度以及紫外光对其抗菌性能的影响。

关键词：硫镧掺杂纳米TiO2，抗菌性，溶胶凝胶法，平板菌落计数法

The study of the antibacterial performance for sulfur lanthanum doped nano titanium dioxide

ABSTRACT

Nanometer TiO2as a new kind of inorganic material, have very strong photocatalytic activity, therefore has good antibacterial ability, can put most of organic pollutants and bacteria, mould is decomposed into harmless material such as CO2and H2O. Due to the nature of TiO2 materials is forbidden bandwidth, many job mainly focuses on reducing excitation energy edge value, for the use of visible light in the photochemical energy conversion process. The forbidden bandwidth of TiO2is close to 3.1 eV, not doping material its absorption spectrum from ultraviolet to 400 nm in the solar spectrum, the active area 10% of the total energy of the sun. Light can be lowered by impurity doping, living on the edge of the energy, improve the efficiency of the activity of the sun.

This article by sol-gel method in sulfur lanthanum doped nanometer TiO2, and through the tablet colony counting method, the research on sulfur lanthanum doped nano TiO2 antibacterial properties for staphylococcus aureus, and the minimum bacteriostasis concentration were determined.

KEY WORDS:Sulfur lanthanum doped nanometer TiO2, Bacteriostasis,

Sol gel method, Tablet colony counting method

目录

前言 (1)

第1章纳米二氧化钛概述 (2)

1.1 纳米二氧化钛的抗菌原理 (2)

1.2掺杂类型 (4)

1.2.1 稀土掺杂 (5)

1.2.2 非金属掺杂 (5)

1.2.3非金属与稀土元素掺杂 (6)

1.3 掺杂型纳米二氧化钛的制备方法 (6)

1.4 本实验研究的目的、内容和意义 (9)

第2章硫镧掺杂纳米TiO2抑菌剂的制备 (10)

2.1 试剂及主要仪器 (10)

2.1.1原料 (10)

2.1.2 仪器设备 (10)

2.2 硫镧共掺纳米TiO2粉体的制备 (10)

2.2.1 实验步骤 (10)

2.2.2 材料的形貌分析 (11)

第3章硫镧掺杂纳米TiO2的抗菌性能 (13)

3.1 药品和仪器 (13)

3.1.1 原料 (13)

3.1.2 仪器设备 (13)

3.2 实验步骤 (13)

3.3 结果分析 (15)

结论 (17)

谢辞 (18)

参考文献 (19)

外文资料翻译 (24)

前言

TiO2 的杀菌能力源自于其光催化活性，在紫外光照射下纳米TiO2 表面能提供很多的原子参加光催化反应，具有很强的杀菌能力，能够把大部分有机污染物和细菌、霉菌降解为CO2和H2O等对环境无害的物质，对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus)[1]、大肠杆菌(Escherichia coll)、枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtills)[2] 等细菌有较强的抑制作用，在抗菌塑料、抗菌涂料等消毒杀菌方面有着广阔的应用前景[3]。

研究表明TiO2具有超亲水性和光催化性等特点,用其制成的纳米TiO2光催化剂具有性能稳定、无二次污染、无生物毒性和使用范围广等显著优点。而且,其主要接收激起波长小于387nm(紫外波长),而这类波长的光在太阳光中占3%-5%，如若可以或许对TiO2进行部分改性，从而操纵太阳光为光源，则可以下降体系的运行成本，在一些贫乏电力的地域或军事野营方面将有很是庞大的意义。

镧掺杂到二氧化钛中能进一步提高光催化活性, 而活性提高的首要原因是掺镧制止了晶型的改变和晶粒的长大, 使TiO2中比表面积急剧增大, 反应物在催化剂的表面吸附加强而至。S元素的掺杂分别在430nm 处和531nm 处显示了两个光吸收峰，可见S元素掺杂是一种有效的使光催化剂在可见光光谱范围有光催化响应的方法。近年来对于单离子掺杂改性TiO2的研究很多，几乎所有离子掺杂也都有人研究过，但硫镧元素掺杂改性TiO2的研究报道还比较少，特别是针对双元素掺杂改性TiO2提高抗菌性能的研究很少。

本文对硫镧掺杂型TiO2的制备方法和抗菌性能进行了研究。通过硫和镧作为掺杂剂,采用溶胶凝胶法制备掺硫镧的TiO2纳米粉体。